Wie verändert das Periodat-Ion (IO₄⁻) für einen Titan-Heizstab der Güteklasse 2, der zum Erhitzen einer 10 %igen Natriumperiodatlösung auf 60 Grad verwendet wird, das Potenzial des offenen -V von +0.2V auf +1.1V gegenüber Ag/AgCl und verursacht eine transpassive Auflösung bei 0,05 mm/Jahr?
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IO4-/IO3- +1.6 V *Starkes Oxidationsmittel Natriumperiodat (NaIO4) 10 % 60 Grad Das Potenzial von Titan im offenen Kreislauf variiert von +0.2 V (neutrales Chlorid) bis +1.0-1.2 V. Dieses Potenzial liegt im transpassiven Bereich von Titan, wo die passive Schicht kontinuierlich aufgelöst wird: TiO 2 + 2H 2 O=Ti 4+ + 4OH - + 2e -. Die Korrosionsrate beträgt 0,03–0,08 mm/Jahr, was höher ist als bei vielen oxidierenden Säuren, aber immer noch für begrenzte Einsatzzwecke geeignet.
Mechanismus der durch Periodat induzierten transpassiven Auflösung
Periodat wird zu Jodat reduziert: IO₄⁻ + 2H⁺ + 2e⁻ → IO₃⁻ + H₂O. Diese Reaktion hat eine hohe Austauschstromdichte, so dass das Titanpotential auf über 1,0 V eingestellt wird. Bei diesem Potential befindet sich Titan im transpassiven Bereich und die Oxidbeschichtung löst sich gleichmäßig auf. Kein Lochfraß, Angriff ist gleichmäßig.
Quantitative Korrosionsrate im Vergleich zur Periodatkonzentration
5 % NaIO 4 und 60 Grad beträgt die Korrosionsrate 0,02–0,05 mm pro Jahr. Bei 10 % liegt die Rate bei 0,03–0,08 mm/Jahr. Bei 20 % beträgt die Rate 0,05–0,12 mm/Jahr. Bei 10 % und 80 °C beträgt die Rate 0,06–0,15 mm/Jahr.
Auswahlhilfe für Materialien
Periodatkonzentration (%) Temperatur (Grad) Titankorrosionsrate (mm/Jahr) Empfohlen<5 60 <0.05Yes 5-10 60 0.03-0.08 Yes 10-20 60 0.05-0.12 Limited 10 80 0.06-0.15 No
Eine fundierte Spezifikation erstellen
Titanheizer in 10 % NaIO4 bei 60 Grad haben eine Korrosionsrate von 0,03–0,08 mm/Jahr und eine Lebensdauer von 25–50 Jahren. Verwenden Sie eine 2,0 mm dicke Wand. Der Ingenieur versteht die transpassive Auflösung, um die richtige Wandstärke auszuwählen.
